【摘要】：合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)是在雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種成像技術(shù),目的是為了解決天線孔徑尺寸有限帶來(lái)的成像分辨率不高的問(wèn)題。隨著雷達(dá)理論的發(fā)展和無(wú)人機(jī)等小型飛行平臺(tái)對(duì)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)的重量、體積、分辨率各方面的要求增加,以信號(hào)處理技術(shù)和寬帶毫米波技術(shù)為基礎(chǔ)的成像雷達(dá)誕生了。將合成孔徑雷達(dá)與調(diào)頻連續(xù)波體制二者結(jié)合起來(lái)就出現(xiàn)了調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)(FMCW SAR),FMCW SAR具有重量輕、體積小、耗能少、成像分辨率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。滿足了無(wú)人機(jī)等小型飛行平臺(tái)對(duì)機(jī)載雷達(dá)的要求,并且因它具有多種工作模式和較高的成像分辨率而受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注,不同的應(yīng)用有不同的需求,需要不同的成像算法來(lái)實(shí)現(xiàn)各自的功能。本文首先研究了調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)信號(hào)與合成孔徑成像技術(shù),分析了由于雷達(dá)載機(jī)的連續(xù)飛行而產(chǎn)生距離徙動(dòng)問(wèn)題。因?yàn)镕MCW SAR發(fā)射信號(hào)的周期為1ms至10ms,而脈沖體制合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)的周期為1μs至10μs,所以FMCW SAR和脈沖體制合成孔徑雷達(dá)相比較,調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)(FMCW SAR)不能忽視距離徙動(dòng)對(duì)成像的影響,因此適用于脈沖體制合成孔徑雷達(dá)所使用的“停-走-�！蹦Ｊ讲辉谶m用于FMCW SAR,而且隨著雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波束斜視角的增加,雷達(dá)載機(jī)的持續(xù)運(yùn)動(dòng)對(duì)成像的影響也就越大,所以需要大力研究適用于FMCW SAR成像算法。同時(shí),對(duì)調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)進(jìn)行去調(diào)頻處理之后會(huì)得到頻率是常數(shù)的去調(diào)頻信號(hào),如此會(huì)大大簡(jiǎn)化距離向的匹配濾波處理過(guò)程;并通過(guò)構(gòu)造FMCW SAR的成像幾何圖,來(lái)得到調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)的回波信號(hào)模型。通過(guò)對(duì)經(jīng)典的距離多普勒(RD)成像處理算法的研究,推導(dǎo)出適用于FMCW SAR的距離多普勒成像算法,接著通過(guò)matlab仿真實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)后的RD成像算法能夠適用于FMCW SAR系統(tǒng),同時(shí)得到了聚焦良好的點(diǎn)目標(biāo)圖像。由于RD算法是使用插值法來(lái)實(shí)現(xiàn)距離徙動(dòng)校正,而這導(dǎo)致了成像處理計(jì)算量過(guò)大問(wèn)題,而FS算法采用相位相乘法進(jìn)行距離徙動(dòng)校正,降低了算法的計(jì)算量。所以本文又研究了適用于FMCW SAR的頻率變標(biāo)(FS)算法;詳細(xì)推導(dǎo)了調(diào)頻變標(biāo)過(guò)程及頻率變標(biāo)函數(shù)表達(dá)式,并研究了頻率變標(biāo)過(guò)程中所引入的誤差以及對(duì)成像結(jié)果的影響,提出了一種改進(jìn)的頻率變標(biāo)(FS)成像算法,最后用改進(jìn)的FS對(duì)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行成像仿真,實(shí)驗(yàn)證明了使用改進(jìn)的FS成像算法能夠消除頻譜混疊從而得到聚焦良好的點(diǎn)目標(biāo)圖像。
【圖文】：

圖 1-1 合成孔徑雷達(dá)的實(shí)物圖Figure 1-1 Physical Chart of SAR圖 1-2 微合成孔徑成像圖Figure 1 -2 microsynthetic aperture imaging diagram內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r

圖 1-2 微合成孔徑成像圖Figure 1 -2 microsynthetic aperture imaging diagram 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)對(duì)調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)的研究才剛剛起步，尚處于理論和段。然而，調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)技術(shù)在中國(guó)得到了高度重視。如電子科技大學(xué)、電子科技學(xué)院、西安科技大學(xué)等，開(kāi)展了更深入多成果。重點(diǎn)放在在了雷達(dá)成像理論與成像仿真。自 1996 年以來(lái)首次建立了調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2004 年以來(lái)，國(guó)防一套超高分辨率 fmcw 合成孔徑雷達(dá)研究平臺(tái)，目前仍處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)號(hào)處理和分析等關(guān)鍵問(wèn)題上取得了很大的成功。主要用于 Luav 平初以來(lái)，，西安電子科技大學(xué)還深入研究了影響調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷術(shù)，包括了斜視成像與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像等等。為該雷達(dá)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)使基礎(chǔ)。這些科研成果為國(guó)內(nèi) FMCW SAR 的研究開(kāi)辟了道路[29~35]。
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN957.52

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本文編號(hào)：2632191